基于PLC的立体车库监控系统的设计

第３ｌ卷２０１１年第８期　８月　核电子学与探测技术　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ０１．３１　Ｎｏ．８　Ａｕｇ．　２０１１　基于ＰＬＣ的立体车库监控系统的设计　高丽媛，王忠庆，李士林，李高亮，赵晓霞　（中北大学信息与通信工程学院，山西太原０３００５１）　摘要：针对国内车辆的迅速增加，停车难的问题Ｆｔ益明显及停车场占地面积大，安全性差等问题，　提出了解决这一问题的有效途径一现代化先进的立体车库。立体车库是一种以单层平面停车场为核　心、多平面的空间停车车库，通过可编程控制器控制车位空间位置的变动，使车位能够实现平面到空间　的转化，实现多重单层平面停车的功能。升降横移式立体车库利用托盘来移动车辆，实现多层车位的升　降来存取车辆。该方法是基于可编程器（ＰＬＣ）的车库系统，简述了多层立体停车库工作原理、结构特　点，通过ＰＬＣ软件设计及其优化，完成了立体车库的自动控制，并使用图灵开物组态软件实现了车库的　动画监控。　关键词：立体车库；ＰＬＣ；松下；组态软件；图灵开物　中图分类号：ＴＪ　４５　文献标识码：Ａ　文章编号：０２５８－０９３４（２０１１）０８－０００１－０　随着汽车工业的发展，近些年，立体车库市　领域，并取得了相当可观的技术经济价值Ｌ２　Ｊ。　场有迅猛发展的态势，立体车库应具备优越的　使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度，　与以往继电器控制系统相比，由于ＰＬＣ具　有性能好、环境适应强，性能可靠。ＰＬＣ可靠性　高、能适应恶劣环境、运行时间长、速度极快，可　直接应用于工业环境，具有很强的的抗干扰能　力，广泛的适应能力和应用范围，这也是区别于　一管理人员数量少，便于防盗等特点，采用灵活的　传输设备和物流线路以及可靠的控制系统是实　现立体车库自动化的关键，可以使立体车库管　理进人智能化、科学化、一体化的智能管理阶　段　。　般微机控制系统的一个重要特征　Ｊ。所以　当今大多数中型企业都使用ＰＬＣ。　１　可编程控制器概述　ＰＬＣ即可编程控制器，它以微处理器为核　２　组态软件概述　与其他软件产品相比，组态软件和ＩＴ类软　件不同，有自己的特殊性，具有系统的概念，使　用范围也不是很广，面临的国际竞争没有其他　类似办公软件或操作系统那样激烈　』。　而Ｃｏｎｔｒｏ１）（２０００组态软件正是众多组态软　心，有机地将微型机计算机技术、自动化技术及　通信技术融为一体。可编程控制器作为一种通　用的工业控制器，它可以用于所有的工业领域。　当前国内外已广泛地将可编程控制器（ＰＬＣ）成　功地应用到机械、汽车、冶金、石油、化工、轻工、　件中较为常用的一种，为此选用它来为立体车　库进行组态。　２．１　ＣｏｎｔｒｏｌＸ２０００组态软件的工作流程　纺织、交通、电力、电信、造纸、军工、家电等各个　建立一个工程有如下几个步骤，图１很好　收稿日期：２０１ｌ—ｏ３一ｌ２　作者简介：高丽媛（１９８７一），女，山西省运城市人，研　究方向：电器传动自动化。　８８４　地诠释了对一个普通工程的组态，依照图１对　十字路口交通灯进行了组态，并对设计进行动　画运行。　图１　ＣｏｎｔｒｏｌＸ２０００组态软件　工作组态流程图　２．２三层立体车库设计　车库结构图如图２所示，车库共三层，每层　三个车位，从下到上、从左到右依次编号为ｌ一　９，车库前半部分最左侧是存、取车位置（以下　称为起始点），存车时将车开到起始点然后按　下存车按钮，系统将自动进行存车；取车时在控　制键盘上按下指定的车位按钮和确定取车键，　系统将自动将指定车位上的车送回起始点（指　定车位需有车）　Ｊ。　图２车库总体结构图　３总流程设计　．　由前面的分析采用升降横移式，先横移再　升降，通过这两步到达目标车位或者从目标车　位返回到起始点，都是由ＰＬＣ来进行控制的。　系统中主控单元的控制对象首先是载车板托盘　底盘上的横移小电机和升降大电机，控制系统　控制它们在不同时间实现正转和反转以实现横　移和升降；其次是车库内的各种辅助装置，如指　示灯等。为了保证托盘能横移到预定位置、托　盘能上升或下降到准确位置，采用了行程开关。　选用按钮控制便于操作，但对于大型车库来说　要用上位机来进行控制，同时还应在车库中使　用一些传感器，如烟温传感器，以及安全预警装　置，这些额外配置在本次设计中不讨论　。　整个程序可分为７个过程，当存车或取车　按钮被按下即启动了过程０，而过程０的完成　又会自动启动过程１，依此依次往下执行，直到　存、取车完成。现对７个过程分别说明如下：　过程０：计算目标车库，存入Ｒｎ。对于存　车操作，采用先低后高、先左后右的顺序进行存　车，若程序发现车库已满时，直接跳到过程６停　止存车，并点亮车库已满指示灯，否则进入过程　１。整个程序的梯形图见图３　。　过程１：托盘右移。当到达１号车位口而　目标车位是１、４、７号车位，或到达２号车位口　且目标车位是２、５、８号车位，或到达３号车位　口而目标车位是３、６、９号车位时，右移过程完　成，进入过程２。　过程２：托盘上升。当目标车位在ｌ层，此　过程不执行，直接进入过程３，否则托盘上升到　目标车位所在层，完成后进人过程３。　过程３：存取车。根据存车或取车标志继　电器的状态进行存车或取车。如果是存车，将　检测目标车位里的行程开关，以判断存车是否　到位；对于取车，则检测托盘上的载车板到位行　程开关。完成后进人过程４。　过程４：将托盘移至底层。　过程５：托盘在地面层，将其移至起始点。　过程６：托盘在起始点，输出状态，存／取车　完成，等待下一存、取车命令。　３．１　ＣｏｎｔｒｏｌＸ２０００对立体车库系统动画监控　画面方案的设计　本设计之前的章节结合实验阐述了立体车　库控制系统的工作原理，设计出一种简单实用　的３层９车位的立体车库设计方案。本章将讨　论使用ＣｏｎｔｒｏｌＸ２０００对之前设计的车库进行动　画监控设计。　ＣｏｎｔｒｏｌＸ２０００组态软件作为一种ＨＭＩ软　件，为用户提供了硬件链接、界面操作、报警、趋　势和报表等功能，可以满足用户在自动化工程　中大多数的需求。但对于一些特殊的应用和高　端用户深层次应用来说，系统提供的基本元素　是远远不够的，这时需要灵活的编程来解决。　区别于ＶＣ、ＶＢ、ＤＥＬＰＨＩ等开发工具，组态软件　８８５　至此，所有与立体车库监控系统有关的工　作已完成。　在本次设计中，由于时间、条件和本人工作　经验所限，设计中尚有许多不足之处，例如没有　ｎＮ　发挥ＣｏｎｔｒｏｌＸ２０００组态软件的强大功能，设计　＼，　＼／／　ｖ　存车　入　！　存车还是取车？　ｌ！竺旦堡！些　＼／　／Ｎ人＼是否还有　　空车库？　援移至糨应底屡ｌ；｝］　＼的有　　一　二二匕　＼　上升判目标车位｛　Ｎ＞　——１Ｆ—一　存车　／＼　存车　＼　取车　ｒ　皇　篁　车入库　车出库　托盘下降刊雇屉１．　——　￡—一　耗盘回封起始点Ｉ　输出状态，完成　图３存取车流程图　提供的用户定义动作称之为脚本。　４仿真结果　通过ＰＬＣ和ＣｏｎｔｒｏｌＸ２０００组态软件完成　了３层立体车库的设计并使车库正常运行起　来，形象又生动地展现了立体车库的整个运行　流程。单击工具栏中“运行”按钮，观察托盘运　行轨迹是否与预设的路径相同，如果程序跟设　置全部正确，就可在开物的运行环境下对车库　实行控制了。此时单击运行窗口左上方“运行　开发系统”按钮，返回开发窗口进行调试。　经测试可以发现系统运行正常，如图４。　｛赛　勰杂璺　、、　＾耋０凸００－耋』嚣嚣鞋ｊ摄■譬垂　图４运行中的立体车库　８８６　还有多处可以进行优化。　参考文献：　［１］魏锋，杜永安．大力发展立体车库改善城市静态交　通管理［Ｊ］．机电产品开发与创新，１９９８，（６）：２４—　２６．　［２］徐培万．立体车库发展及市场前景［Ｊ］．国外科技动　态，２０００，（５）：３０—３１．　［３］闫宏伟，潘宏侠．立体停车库在中国的发展前景　［Ｊ］．建筑机械化，２００４，２５（３）：４９—５１．　［４］宋伯生．ＰＬＣ编程理论、算法及技巧［Ｍ］．北京：机　械工业出版社，２００５．　［５］方康玲．过程控制系统［Ｍ］．武汉：武汉理工大学出　版社。２００２．　［６］李全利．可编程控制器及其网络系统的综合应用技　术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５．　［７］刘振全，龚海峰，李雪琴．ＰＣ上位机在升降横移式　立体停车库控制中的应用［Ｊ］．机械与电子，２００３，　（６）：５３—５５．　［８］Ｍａｇｕｅｄ　Ｉｓｋａｎｄｅｒ，Ｗａｌｉｄ　Ａｂｏｕｍｏｕｓｓａ，Ｐｉｅｒｒｅ　Ｇｏｕｖｉｎ．　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　ａ　Ｄｉｓｔｒｅｓｓｅｄ　Ｍｕｌｉｔ－　ｓｔｏｒｙ　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｐａｒｋｉｎｇ　Ｇａｒａｇｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＰｅｒ－　ｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　Ｆａｃｉｌｉｉｔｅｓ，２００１，１５（３）：１１５　—１２３．　［９］ＦＸ２Ｎ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｓｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ　Ｅ—　ｌｅｃｔｒｉｅ　Ｃｏｒｐｏｍｔｉｏｎ，１９８４．４．　［１０］Ｈｏｌｔｏｎ，Ａｍｙ　Ｅ．，Ｆｉｓｈｅｒ，Ｄｏｎａｌｄ　Ｌ．Ａｄｖａｎｃｅｄ　ｐａｒｋｉｎｇ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆ　ｄｒｉｖｅｒｓ　ｐａｒｋ・　ｉｎｇ　ｓｔｒａｔｅｇＪｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｈｕｍａｎ　Ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９８，４２（１７）：１２３７—１２４１．　（下转第９２４页，Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ　ｏｎ　ｐａｇｅ　９２４）　参考文献：　测仪设计与研制［Ｊ］．核电子学与探测技术，２００６，　２６（０３）：３３５—３３７．　［１］何俊男，秦山第二核电厂个人剂量监测与管理　［ｃ］．全国个人剂量监测研讨会论文汇编，２００８．　［３］刘杰，孙鸣．核电厂辐射监测系统技术发展趋势及　产品研发思路［Ｊ］．中国核电，２００９，２（０２）：１３３—　［２］刘正山，杜向阳，邓长明．ＷＣＭＩＯ００全身　污染监　１３９．　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｈｅａｌｔｈ　Ａｃｃｅｓｓ　ＤＥＮＧ　Ｃｈａｎｇ—ｍｉｎｇ，ＲＥＮ　Ｙｉ，ＹＡＯ　Ｙｏｎｇ—ｇａｎｇ，ＳＨＥＮ　Ｙａｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｊｉａ，　ＭＥＮＧ　Ｄａｎ，ＷＡＮＧ　Ｚｈｉ—ｇａｎｇ，Ｈ０Ｕ　Ｌｅｉ，ＢＡＩ　Ｎｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｌｕ，ＧＵＯ　Ｑｉａｎｇ　（Ｃｈｉｎａ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｆｏｒ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３０００６）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ａ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｈｅａｌｔｈ　ａｃｃｅｓｓ．Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｓｉｍｕｌａ－　ｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｓｏｍｅ　ｈｅｌｐ　ａｎｄ　ｇｕｉｄａｎｃｅ，ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｆｏ　ＮＰＱＪＶＣ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｈｅａｌｔｈ　ａｃｃｅｓｓ，ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　ｄｏｓｅ　（上接第８８６页，Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ　ｆｒｏｍ　ｐａｇｅ　８８６）　ＰＬＣ—－Ｂａｓｅｄ　Ｓｔｅｒｅｏ　Ｇａｒａｇｅ　Ｍｏｎｉｔｏｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＧＡＯ　Ｌｉ—ｙｕａｎ，ＷＡＮＧ　ＺＨｏｎｇ　ｑｉｎｇ，ＬＩ　ＳＨｉ—ｌｉｎ，ＬＩ　Ｇａｏ—ｌｉａｎｇ，ＺＨＡＯ　Ｘｉａｏ—ｘｉａ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，ＴａｉＹｕａｎ　０３００５１，Ｃｈｉｔｉａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ　ｔｈｅ　ｒａｐｉｄｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｃａｒｓ，ｔｈｅ　ｐａｒｋｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｉｓ　ｂｅｃｏｍｉｎｇ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｏｂｖｉｏｕｓ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｅａｒａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｅｒｅｏ　ｇａｒａｇｅ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ａ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｗａｙ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｅ　ｓｔｅｒｅｏ　ｇａｒａｇｅ，ｗｈｉｃｈ　ｔａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｓｉｎｇｌｅ—ｌａｙｅｒ　ｐｌａｎｅ　ｐａｒｋｉｎｇ　ｌｏｔ　ａｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ．ｉｓ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｐａｃｅ　ｐａｒｋｉｎｇ　ｇａｒａｇｅ．Ｉｔ　ｕｓｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｍｏｎｏｌａｙｅｒ　ｐｌａｎｅ　ｓｔｏｐｓｂｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｂｅｒｔｈ　ｓｐａｃｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ．Ｖｅｒｔｉｃａｌ—ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｍｏｖｉｎｇ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｅａｒ　ｐａｒｋｓ，ｗｈｉｃｈ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｍｕｈｉｌａｙｅｒ　ｂｅｒｔｈ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ　ｄｅｐｏｓｉｔｓ　ａｎｄ　ｗｉｔｈｄｒａｗｓ　ｔｈｅ　ｖｅｈｉｃｌｅｓ　ｂｙ　ｓｈｉｆｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｒａｙ　ｔｏ　ｍｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅａｒｓ．Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ａ　ＰＬＣ—ｂａｓｅｄ　ｓｔｅｒｅｏ　ｇａｒ—　ｅｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｓｉｍｐｌｙ　ｄｅｓｃｒｉｂｅ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｉｔ，ａｎｄ　ｆｉｎｉｓｈｅｄ　ｔｈｅ　ａｕｔｏ—ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇａｒａｇｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｏｆ　ｉｔ．Ａ　ｖｉｓｉａｂｌｅ　ｃｏｎｔｏｒｌ　ｈａｓ　ｔｏｏｋ　ｏｕｔ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｎａｍｅｄ　ＴｕｒｉｎｇＣｏｎｔｏｒ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｔｅｒｅｏ　ｇａｒａｇｅ，Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，Ｐａｎａｓｏｎｉｃ，ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ＴｕｒｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌ　９２４